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DE10349647B4 - Method for selecting one or more transponders - Google Patents

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DE10349647B4
DE10349647B4 DE10349647A DE10349647A DE10349647B4 DE 10349647 B4 DE10349647 B4 DE 10349647B4 DE 10349647 A DE10349647 A DE 10349647A DE 10349647 A DE10349647 A DE 10349647A DE 10349647 B4 DE10349647 B4 DE 10349647B4
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Abstract

Verfahren zur Auswahl eines oder mehrerer, insbesondere rückstreubasierter, Transponder aus einer Vielzahl von Transpondern (TR1, TR2, TR3) durch eine Basisstation (BS), bei dem in einer ersten Auswahlebene eine erste, von der Basisstation (BS) gesteuerte Auswahlprozedur durchgeführt wird, bei der
– die Transponder (TR1, TR2, TR3) jeweils eine Zufallszahl erzeugen,
– die Basisstation (BS) nummerierte Zeitschlitze vorgibt,
– jeder Transponder, dessen Zufallszahl der Nummer eines Zeitschlitzes entspricht, eine Kennung in diesem Zeitschlitz an die Basisstation sendet,
– ein Transponder (TR1) ausgewählt wird, wenn außer ihm kein weiterer Transponder eine Kennung innerhalb des gleichen Zeitschlitzes sendet, und
– wenn mehrere Transponder (TR2, TR3) im gleichen Zeitschlitz eine Kennung senden, zur Auswahl innerhalb dieses Zeitschlitzes in einer zweiten Auswahlebene eine weitere, stochastische, deterministische oder gemischt deterministisch-stochastische, von der Basisstation (BS) gesteuerte Auswahlprozedur durchgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Zufallszahl der ersten Auswahlebene und/oder eine Zufallszahl...Method for selecting one or more, in particular backscatter-based, transponders from a multiplicity of transponders (TR1, TR2, TR3) by a base station (BS), in which a first selection procedure controlled by the base station (BS) is carried out in a first selection level, in the
The transponders (TR1, TR2, TR3) each generate a random number,
The base station (BS) specifies numbered time slots,
Each transponder whose random number corresponds to the number of a time slot sends an identifier in this time slot to the base station,
- A transponder (TR1) is selected, if out of it no other transponder sends an identifier within the same time slot, and
If a plurality of transponders (TR2, TR3) transmit an identifier in the same time slot, a further, stochastic, deterministic or mixed deterministic-stochastic selection procedure controlled by the base station (BS) is carried out for selection within this time slot in a second selection level,
characterized in that
- the random number of the first selection level and / or a random number ...

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Auswahl eines oder mehrerer Transponder aus einer Vielzahl von Transpondern durch eine Basisstation gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method for selecting one or more multiple transponders from a variety of transponders by one Base station according to the preamble of claim 1.

Derartige Auswahlverfahren, die auch als Antikollisionsverfahren bezeichnet werden, finden beispielsweise bei kontaktlosen Identifikationssystemen oder sogenannten Radio-Frequency-Identification(RFID)-Systemen Verwendung. Ein derartiges System besteht üblicherweise aus einer Basisstation bzw. einem Lesegerät und einer Vielzahl von Transpondern oder Remote-Sensoren, die sich gleichzeitig im Ansprechbereich der Basisstation befinden. Wenn die Datenübertragung nur zwischen einem bzw. einer Gruppe von Transpondern und der Basisstation erfolgen soll, muss vor der entsprechenden Datenübertragung ein solches Auswahlverfahren durchgeführt werden.such Selection procedure, also known as anti-collision method be found, for example, in contactless identification systems or Radio Frequency Identification (RFID) systems. Such a system usually exists a base station or a reader and a plurality of transponders or remote sensors that are simultaneously in the response range of Base station are located. If the data transfer is only between one or a group of transponders and the base station should, before the appropriate data transmission such a selection process be performed.

Grundsätzlich wird hierbei zwischen stochastischen und deterministischen Auswahlverfahren unterschieden. Eine ausführliche Beschreibung sowohl zu deterministischen Auswahlverfahren als auch zu stochastischen Auswahlverfahren findet sich beispielsweise in dem Lehrbuch Klaus Finkenzeller, RFID-Handbuch, 3. Aufl., HANSER, 2002, siehe insbesondere Kapitel 7.2 Vielfachzugriffsverfahren.Basically here between stochastic and deterministic selection procedures distinguished. A detailed Description of both deterministic selection procedures and Stochastic selection procedures can be found, for example, in the textbook Klaus Finkenzeller, RFID Handbook, 3rd ed., HANSER, 2002, see in particular chapter 7.2 Multiple access methods.

Stochastische Verfahren setzen im Gegensatz zu deterministischen Verfahren keine eindeutige, sogenannte Unique-Identification(U-ID) voraus, deren Aufbau beispielsweise in der Norm ISO 15963 beschrieben ist. Eine Vergabe derartiger U-IDs wird unter anderem von verschiedenen herstellerunabhängigen Organisationen vorgenommen, beispielsweise der EAN/UCC oder der IATA. Die Vergabe kann jedoch auch von einem Hersteller selbst vorgenommen werden. Insgesamt kann folglich in offenen Systemen, bei denen sich Transponder beliebiger Hersteller im Ansprechbereich einer Basisstation befinden können, die Eindeutigkeit der U-ID nicht immer sichergestellt werden. Stochastische Verfahren ermöglichen eine Auswahl auch in diesen Fällen. Beispiele für derartige stochastische Verfahren sind das sogenannte ALOHA-Verfahren, das slotbasierte bzw. slotted ALOHA-Verfahren sowie das dynamische slotbasierte ALOHA-Verfahren.stochastic In contrast to deterministic methods, there are no methods unique, so-called Unique-Identification (U-ID) ahead, whose Structure is described for example in the standard ISO 15963. A The award of such U-IDs is made, among others, by various manufacturer-independent organizations such as EAN / UCC or IATA. The award can However, also be made by a manufacturer. All in all Consequently, in open systems where transponders of any manufacturer can be located in the response range of a base station, the uniqueness of U-ID can not always be assured. Stochastic procedure enable a selection even in these cases. examples for Such stochastic processes are the so-called ALOHA process, the slot-based or slotted ALOHA method as well as the dynamic slot-based ALOHA method.

Das ALOHA-Verfahren ist ein transpondergesteuertes, stochastisches Verfahren, bei dem die Transponder zeitversetzt ihre zu übertragenden Daten senden. Der Zeitversatz wird in der Regel auf Basis einer im Transponder erzeugten Zufallszahl eingestellt. Wenn mehrere Transponder eine Kennung innerhalb des gleichen Zeitschlitzes senden, tritt eine sogenannte Kollision auf. Dies verhindert üblicherweise, dass die Basisstation die gesendeten Daten fehlerfrei empfangen kann.The ALOHA method is a transponder-controlled, stochastic method, in which the transponders send time-shifted data to be transmitted. The time offset is usually based on a transponder generated random number set. If several transponders have one Send identifier within the same time slot, a so-called occurs Collision on. This usually prevents that the base station received the transmitted data without error can.

Beim slotbasierten ALOHA-Verfahren ist die Kollisionswahrscheinlichkeit im Vergleich zum einfachen ALOHA-Verfahren deutlich reduziert. Es ist ein von der Basisstation gesteuertes, stochastisches Verfahren, bei dem die Transponder nur zu definierten, synchronen Zeitpunkten aktiv sind, d.h. mit der Übertragung von Daten beginnen. Hierzu gibt die Basisstation nummerierte Zeitschlitze bzw. Slots vor und die Transponder erzeu gen jeweils eine Zufallszahl, wobei jeder Transponder, dessen Zufallszahl der Nummer eines Zeitschlitzes entspricht, Daten bzw. eine Kennung in diesem Zeitschlitz an die Basisstation sendet. Zur Einleitung des Auswahlverfahrens sendet die Basisstation in der Regel ein Kommando an die Transponder, durch das der Beginn einer Auswahlprozedur angezeigt wird. Nach Empfang des Kommandos werden in den Transpondern die jeweiligen Zufallszahlen gespeichert, die beispielsweise vorher im Transponder berechnet wurden. Wenn lediglich ein Transponder eine Kennung innerhalb eines Zeitschlitzes sendet, ist dieser Transponder innerhalb des Zeitschlitzes ausgewählt bzw. kann durch die Basisstation durch Senden eines Quittungssignals ausgewählt werden. Die Basisstation kann dann beispielsweise Schreib- und/oder Leseoperationen auf diesem Transponder ausführen. Wenn mehrere Transponder eine Kennung innerhalb des gleichen Zeitschlitzes senden, tritt eine Kollision auf. Abhängig von der Bitkodierung kann die Basisstation eine solche Kollision unmittelbar oder mit Verzögerung erkennen und den entsprechenden Zeitschlitz überspringen und versuchen Zeitschlitze abzuarbeiten, in denen keine Kollision auftritt, oder eine neue Auswahlprozedur durch Senden eines entsprechenden Kommandos an die Transponder einleiten. Da die Transponder üblicherweise neue Zufallszahlen erzeugen bzw. speichern, besteht die Möglichkeit, dass nun keine Kollision mehr auftritt.At the slot-based ALOHA method is the collision probability significantly reduced compared to the simple ALOHA process. It is a stochastic process controlled by the base station, in which the transponders only at defined, synchronous times are active, i. with the transmission start from data. For this, the base station gives numbered time slots or slots and the transponders each generate a random number, wherein each transponder whose random number is the number of a timeslot corresponds to, data or an identifier in this time slot to the Base station sends. To initiate the selection process sends the base station usually sends a command to the transponder, through the beginning of a selection procedure is displayed. After receiving the Commands become the respective random numbers in the transponders stored, for example, previously calculated in the transponder were. If only one transponder is an identifier within one Timeslot transmits, this transponder is within the time slot selected or may by the base station by sending an acknowledgment signal selected become. The base station can then, for example, write and / or Execute read operations on this transponder. If several transponders send an identifier within the same time slot occurs a collision on. Dependent from the bit encoding, the base station may have such a collision directly or with delay recognize and skip the corresponding timeslot and try timeslots work in which no collision occurs or a new one Selection procedure by sending a corresponding command to the Initiate transponder. Since the transponders usually new random numbers create or save, there is a possibility that now no collision more occurs.

Die Kollisionswahrscheinlichkeit hängt von der Anzahl der Transponder im Ansprechbereich der Basisstation und der Anzahl der zur Verfügung gestellten Zeitschlitze ab. Da die Anzahl der Transponder stark schwanken kann, kann eine statische Festlegung der Anzahl der Zeitschlitze zu Problemen führen. Ist die Anzahl der Zeitschlitze zu klein, nimmt die Kollisionswahrscheinlichkeit stark zu. Ist die Anzahl der Zeitschlitze zu groß, gibt es entsprechend viele Zeitschlitze, in denen kein Transponder Daten überträgt. Die für das Auswahlverfahren benötigte Zeit nimmt somit in beiden Fällen stark zu. Um einen optimalen Durchsatz zu erzielen, sollte die Anzahl der Zeitschlitze, in denen die Transponder Daten übertragen, in etwa gleich der Anzahl der Transponder gewählt werden.The Collision probability depends of the number of transponders in the response range of the base station and the number of available time slots. Because the number of transponders strong can vary a static setting of the number of time slots cause problems. If the number of timeslots is too small, the probability of collision decreases strong too. If the number of time slots is too large, there are correspondingly many timeslots, in which no transponder transmits data. The for the Required selection process Time thus decreases in both cases strong too. To achieve optimal throughput, the number should the time slots in which the transponders transmit data, be chosen approximately equal to the number of transponders.

Zur Lösung dieses Problems existiert das dynamische slotbasierte ALOHA-Verfahren, bei dem die Anzahl der zur Verfügung stehenden Zeitschlitze durch die Basisstation gesteuert werden kann. Beispielsweise kann die Basisstation ein Auswahlverfahren mit einer geringen Anzahl von Zeitschlitzen einleiten. Wenn hierbei häufig Kollisionen auftreten, kann die Basisstation ein neues Auswahlverfahren einleiten, bei dem die Anzahl der Zeitschlitze erhöht wird, wodurch die Kollisionswahrscheinlichkeit abnimmt. Die für ein derartiges dynamisches Verfahren benötigte Zeit ist jedoch relativ groß, da die Einstellung der optimalen Anzahl der Zeitschlitze viel Zeit in Anspruch nehmen kann. Weiterhin erfordert es aufgrund seiner Komplexität einen entsprechend hohen Schaltungsaufwand.to solution this problem exists the dynamic slot-based ALOHA method, where the number of available standing time slots can be controlled by the base station. For example, the base station may have a selection process with a initiate a small number of time slots. If there are frequent collisions the base station can initiate a new selection procedure, where the number of timeslots is increased, thereby increasing the probability of collision decreases. The for however, time required for such a dynamic process is relative large, since setting the optimal number of timeslots takes a lot of time can take. Furthermore, it requires due to its complexity a correspondingly high circuit complexity.

Zur Erzeugung einer Zufallszahl für die stochastischen Verfahren sind unterschiedliche Verfahren bekannt. So kann beispielsweise die Zeit zwischen einem Reset des Transponders und dem Zeitpunkt, an dem ein erstes Zeichen empfangen wird, als Basis zur Berechnung der Zufallszahl dienen. Andere Verfahren verknüpfen Zahlen aus zwei unterschiedlichen Speicherbereichen des Transponders miteinander, um die Zufallszahl zu ermitteln, wobei zur Verfeinerung zusätzlich noch ein empfangenes Datum in die Berechnung mit einbezogen werden kann. Weitere Verfahren verwenden ein lineares rückgekoppeltes Schieberegister zur Zufallszahlenerzeugung, das beispielsweise mit einer ungenauen Taktversorgung betrieben werden kann.to Generation of a random number for The stochastic methods are known different methods. For example, the time between a reset of the transponder and the time at which a first character is received, as Basis for calculating the random number. Other methods combine numbers from two different storage areas of the transponder with each other, to determine the random number, with the refinement in addition a received date can be included in the calculation. Other methods use a linear feedback shift register for random number generation, for example, with an inaccurate clock supply can be operated.

Die deterministischen Auswahlverfahren beruhen in der Regel auf einem binären Suchverfahren oder einem sogenannten Binary-Search-Algorithmus und setzen voraus, dass jedem Transponder im Ansprechbereich der Basisstation eine eindeutige Identifikationsbitfolge zugeord net ist. Die Identifikationsbitfolge wird üblicherweise durch die Unique-Identification(U-ID) gebildet, die den Transpondern beispielsweise bei ihrer Herstellung zugewiesen wird. Die Eindeutigkeit der U-ID kann jedoch aufgrund der Vielzahl von U-ID-Spezifikationen bei offenen Systemen nicht immer garantiert werden.The Deterministic selection procedures are usually based on one binary Search method or a so-called binary search algorithm and set precede each transponder in the response range of the base station a unique identification bit sequence is zugeord net. The identification bit sequence becomes common through the Unique-Identification (U-ID) formed, the transponders, for example, in their preparation is assigned. However, the uniqueness of the U-ID may be due the variety of U-ID specifications in open systems not always guaranteed.

Ein Auswahlverfahren, bei dem die Transponder anhand eines bitweisen Vergleichs ihrer eindeutigen, statisch vergebenen Identifikationsbitfolge mit einer Auswahlbitfolge ausgewählt werden, ist in der US 5 856 788 beschrieben. Die Auswahl erfolgt hierbei in einem Halbduplex-Verfahren, bei dem die Transponder jeweils ein Bit ihrer Identifikationsbitfolge übertragen und die Basisstation anschließend anhand der übermittelten Bitwerte ein Auswahlbit überträgt. Die Transponder vergleichen das entsprechende Bit ihrer Identifikationsbitfolge mit dem zugehörigen Auswahlbit anhand eines Vergleichskriteriums. Das Vergleichskriterium ist in diesem Fall der Gleich-Operator, d.h. Transponder, deren entsprechendes Bit ihrer Identifikationsbitfolge mit dem Auswahlbit übereinstimmt, bleiben aktiviert. Aufgrund des Halbduplex-Verfahrens wird relativ viel Zeit benötigt, bis ein Transponder ausgewählt ist.A selection method in which the transponders are selected by means of a bitwise comparison of their unique, statically assigned identification bit sequence with a selection bit sequence is disclosed in US Pat US 5,856,788 described. The selection is made here in a half-duplex method in which the transponders each transmit one bit of their identification bit sequence and the base station then transmits a selection bit on the basis of the transmitted bit values. The transponders compare the corresponding bit of their identification bit sequence with the associated selection bit on the basis of a comparison criterion. The comparison criterion in this case is the equal operator, ie transponders whose corresponding bit of their identification bit sequence matches the selection bit, remain activated. Due to the half-duplex method, a relatively long time is required until a transponder is selected.

In der ISO WD 18000-6 Mode 3 vom 01.02.2002 ist ein Auswahlverfahren beschrieben, bei dem die Auswahl ebenfalls anhand einer eindeutigen Identifikationsbitfolge erfolgt. Das Auswahlverfahren arbeitet im Vollduplex-Verfahren, wodurch die Auswahldauer abnimmt. Die Transponder werden auch hier anhand ihrer eindeutigen, statisch vergebenen Identifikationsbitfolge ausgewählt.In The ISO WD 18000-6 Mode 3 from 01.02.2002 is a selection procedure described in which the selection is also based on a unique Identification bit sequence takes place. The selection process works in the Full-duplex method, reducing the selection duration. The transponders are also here on the basis of their unique, statically assigned identification bit sequence selected.

In der US 2001/0014090 A1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem ein so genanntes Baumsuchverfahren und ALOHA-Verfahren kombiniert werden, um eine Auswahl eines oder mehrerer Transponder aus einer Vielzahl von Transpondern durchzuführen.In US 2001/0014090 A1 describes a method in which a so-called tree search method and ALOHA method are combined to a selection of one or more transponders from a variety of transponders.

In der US 6,265,962 B1 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem zur Quittierung eines Auswahlvorgangs die Basisstation eine zuvor empfangene Zufallszahl an die Transponder zurück überträgt, wobei im Anschluss nur derjenige Transponder Daten an die Basisstation sendet, dessen interne Zufallszahl der von der Basisstation gesendeten Zufallszahl entspricht.In the US 6,265,962 B1 a method is described in which the base station transmits a previously received random number back to the transponder for acknowledgment of a selection process, with only that transponder subsequently transmitting data to the base station whose internal random number corresponds to the random number transmitted by the base station.

In TIETZE, Ulrich & SCHENK, Christoph: Halbleiter-Schaltungstechnik, 5., überarbeitete Auflage ist die Erzeugung von Zufallszahlen mit Hilfe von getakteten linearen rückgekoppelten Schieberegistern beschrieben.In TIETZE, Ulrich & SCHENK, Christoph: Semiconductor Circuit Design, 5th, revised edition is the Generation of random numbers by means of clocked linear feedback Shift registers described.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Verfahrens der eingangs genannten Art zugrunde, welches zur Auswahl eines oder mehrerer Transponder aus einer Vielzahl von Transpondern durch eine Basisstation das Vorhandensein einer eindeutigen, statisch zugewiesenen U-ID in den Transpondern nicht zwingend voraussetzt und die zeitsparende Auswahl eines oder mehrerer Transponder auch bei einer stark schwankenden Anzahl von Transpondern im Ansprechbereich der Basisstation ermöglicht.Of the Invention is the technical problem of providing a Method of the type mentioned above, which is available for selection one or more transponders from a plurality of transponders through a base station the presence of a unique, static assigned U-ID in the transponders not necessarily and the time-saving selection of one or more transponders as well in the case of a strongly fluctuating number of transponders in the response range of Base station allows.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The Invention solves this problem by providing a method with the Features of claim 1.

Erfindungsgemäß wird, wenn mehrere Transponder im gleichen Zeitschlitz eine Kennung senden, zur Auswahl innerhalb dieses Zeitschlitzes in einer zweiten Auswahlebene eine weitere, stochastische und/oder deterministische, von der Basisstation gesteuerte Auswahlprozedur durch geführt. Dies ermöglicht eine Adressvergabe beispielsweise auf Basis eines slotbasierten ALOHA-Verfahrens innerhalb einer ersten Auswahlebene, wobei die Anzahl der Zeitschlitze im Vergleich zu einem herkömmlichen slotbasierten ALOHA-Verfahren relativ klein gehalten werden kann. Es besteht die Möglichkeit, die Anzahl der Zeitschlitze in der ersten Auswahlebene konstant zu wählen oder dynamisch an die Anzahl der sich im Ansprechbereich der Basisstation befindlichen Transponder anzupassen. Aufgrund des stochastischen Charakters der ersten Auswahlebene wird das Vorhandensein einer eindeutigen, statisch zugewiesenen Identifikationsbitfolge bzw. einer U-ID in den Transpondern nicht zwingend voraussetzt.According to the invention, when a plurality of transponders in the same time slot transmit an identifier, a further, stochastic and / or deterministic selection procedure controlled by the base station is carried out for selection within this time slot in a second selection level. This allows an address assignment, for example based on a slot-based ALOHA method within a first selection level, wherein the number of time slots compared to a conventional slot-based ALOHA method can be kept relatively small. It is possible to choose the number of time slots in the first selection level constant or to adapt dynamically to the number of transponders located in the response range of the base station. Due to the stochastic nature of the first selection level, the presence of a unique, statically assigned identification bit sequence or a U-ID in the transponders is not necessarily required.

Die zweite Auswahlebene ermöglicht die Auswahl eines oder mehrerer Transponder auch bei einer stark schwankenden Anzahl von Transpondern im Ansprechbereich der Basisstation. Wenn sich im Vergleich zur Anzahl der Zeitschlitze wenig Transponder im Ansprechbereich der Basisstation befinden, d.h. wenn innerhalb eines Zeitschlitzes keine Kollisionen auftreten bzw. von der Basisstation erkannt werden, wird in der ersten Auswahlebene lediglich ein slotbasiertes ALOHA-Verfahren mit einer relativ kleinen Anzahl von Zeitschlitzen durchgeführt. Dies ermöglicht eine zeitsparende Auswahl der Transponder. Wenn jedoch Kollisionen innerhalb eines Zeitschlitzes auftreten, d.h. wenn sich im Vergleich zur Anzahl der Zeitschlitze viele Transponder im Ansprechbereich der Basisstation befinden, ermöglicht die zweite Auswahlebene eine Auswahl durch Verwendung einer weiteren, von der ersten Auswahlebene unabhängigen stochastischen, deterministischen oder gemischt deterministisch-stochastischen Auswahlprozedur.The second selection level allows the selection of one or more transponders even with a strong fluctuating number of transponders in the response range of the base station. If there are few transponders compared to the number of time slots are in the response range of the base station, i. if within a time slot no collisions occur or from the base station be recognized, in the first selection level only a slot-based ALOHA method with a relatively small number of time slots carried out. This allows a time-saving selection of transponders. If, however, collisions occur within a time slot, i. when compared to the number of time slots many transponders in the response range the base station are enabled the second selection level a selection by using another, from the first selection level independent stochastic, deterministic or mixed deterministic-stochastic selection procedure.

Die Zufallszahl der ersten Auswahlebene und/oder eine Zufallszahl oder Zufallszahlbitfolge der zweiten Auswahlebene wird mit Hilfe eines getakteten linearen rückgekoppelten Schieberegisters erzeugt, dessen Taktversorgung während Phasen mit einer im Vergleich zu einer durch schnittlichen Leistungsaufnahme erhöhten Leistungsaufnahme des Transponders deaktiviert wird. Dies ermöglicht eine Reduktion eines Spitzenwertes der Leistungsaufnahme des Transponders und erhöht folglich den Reichweitenbereich zwischen einer Basisstation und einem Transponder.The Random number of the first selection level and / or a random number or Random number bit sequence of the second selection level is determined by means of a timed linear feedback Shift register generates its clock supply during phases with one compared to an average power consumption increased Power consumption of the transponder is disabled. This allows a reduction a peak of power consumption of the transponder, thus increasing the range of coverage between a base station and a transponder.

In einer Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 2 ist die stochastische Auswahlprozedur der zweiten Auswahlebene ein ALOHA-Verfahren, insbesondere kann dies ein slotbasiertes ALOHA-Verfahren sein. Die in dem entsprechenden Zeitschlitz aktiven Transponder, d.h. diejenigen Transponder, deren Zufallszahl der Nummer des aktuellen Zeitschlitzes entspricht, erzeugen bzw. speichern hierzu eine weitere Zufallszahl und nehmen an einem weiteren slotbasierten ALOHA-Verfahren teil, welches geschachtelt innerhalb der ersten Auswahlprozedur bzw. geschachtelt innerhalb des entsprechenden Zeitschlitzes durchgeführt wird.In a development of the method according to claim 2 is the stochastic Selection procedure of the second selection level an ALOHA method, in particular This may be a slot-based ALOHA method. The in the appropriate timeslot active transponders, i. those transponders whose random number corresponds to the number of the current time slot, generate or save another random number and take another slot-based ALOHA method which is nested within the first selection procedure or nested within the corresponding time slot is performed.

In einer Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 3 ist die deterministische Auswahlprozedur der zweiten Auswahlebene ein binäres Suchverfahren. Dies ermöglicht eine schnelle Auswahl eines oder einer Gruppe von Transpondern in der zweiten Auswahlebene.In A development of the method according to claim 3 is the deterministic Selection procedure of the second selection level is a binary search method. This allows a quick selection of one or a group of transponders in the second selection level.

In einer Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 4 wird für die deterministische Auswahlprozedur in den Transpondern jeweils eine Identifikationsbitfolge bereitgestellt, eine Auswahlbitfolge durch die Basisstation bitweise an die Transponder übertragen, in dem jeweiligen Transponder ein bitweiser Vergleich zwischen den entsprechenden Bits der Identifikationsbitfolge und der Auswahlbitfolge anhand eines vorgebbaren Vergleichskriteriums durchgeführt und anhand des Vergleichsergebnisses einem Selektionsbit eine Wertigkeit zugewiesen und der jeweilige Transponder abhängig von der Wertigkeit seines Selektionsbits ausgewählt. Dies ermöglicht eine zeitsparende Auswahl, da die Auswahl bitweise stattfindet und nicht die vollständige Bitfolge übertragen werden muss, bis eine Auswahl stattfinden kann. Vorteilhaft wird gemäß Anspruch 5 in dem jeweiligen Transponder eine Zufallszahlbitfolge erzeugt und als Identifikationsbitfolge eine solche bereitgestellt, welche die Zufallszahlbitfolge enthält. Dies ermöglicht die Auswahl von Transpondern innerhalb der zweiten Auswahlebene, selbst wenn sich diese durch ihre U-ID nicht unterscheiden.In A development of the method according to claim 4 is for the deterministic Selection procedure in the transponders each an identification bit sequence provided a selection bit string by the base station bitwise transmitted to the transponders, in the respective transponder a bitwise comparison between the corresponding bits of the identification bit string and the selection bit string performed on the basis of a predetermined comparison criterion and Based on the comparison result, a selection bit a weighting assigned and the respective transponder depending on the valence of his Selection bits selected. this makes possible a time-saving choice, since the selection takes place bit by bit and not the full one Transfer bit sequence must be until a selection can take place. Becomes advantageous according to claim 5 generates a random number bit sequence in the respective transponder and provided as an identification bit string, which contains the random number bit string. This allows the selection of transponders within the second selection level, even if they do not differ by their U-ID.

In einer Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 6 wird zur Überprüfung, ob innerhalb des gleichen Zeitschlitzes mehr als ein Transponder eine Kennung sendet, die von der Basisstation empfangene Kennung als Quittungssignal mindestens teilweise durch die Basisstation an die Transponder zurück übertragen und in den Transpondern überprüft, ob die von der Basisstation gesendete Kennung mit der vom jeweiligen Transponder gesendeten Kennung übereinstimmt. Bei Nichtübereinstimmung nimmt der entsprechende Transponder innerhalb des Zeitschlitzes nicht weiter an der Auswahlprozedur teil. Wenn die Basisstation fälschlicherweise keine Kollision erkennt, wird auf diese Weise verhindert, dass Transponder fälschlicherweise ausgewählt werden.In a development of the method according to claim 6 is to check whether within the same time slot more than one transponder an identifier sends the identifier received from the base station as an acknowledgment signal at least partially transmitted back to the transponder by the base station and in the transponders checked if the identifier sent by the base station with that of the respective transponder sent identifier matches. In case of mismatch takes the corresponding transponder within the time slot no longer participate in the selection procedure. When the base station falsely No collision is detected, this prevents transponders falsely selected become.

In einer Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 7 wird zur Übertragung der Kennung von einem Transponder zur Basisstation eine Kodierung vom 3Phase1-Typ verwendet, wie sie beispielsweise in der ISO WD 18000-6 Mode 3 beschrieben ist. Dies ermöglicht es der Basisstation, die Bitposition einer Kollision zu erkennen.In a development of the method according to claim 7 is for transmission the identifier of a transponder to the base station a coding of 3Phase1 type used, for example, in the ISO WD 18000-6 Mode 3 is described. this makes possible the base station to recognize the bit position of a collision.

In einer Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 8 wird die Taktversorgung während einer Datenübertragung zwischen der Basisstation und dem Transponder deaktiviert. Dies erhöht die Kommunikationsreichweite.In a further development of the method according to claim 8, the clock supply during a Data transmission between the base station and the transponder deactivated. This increases the communication range.

In einer Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 9 wird die Taktversorgung mit Hilfe eines ansteuerbaren Logik-Gatters deaktiviert, das zwischen eine Taktversorgungseinheit und das Schieberegister eingeschleift wird. Dies ermöglicht eine einfach zu realisierende Aktivierung bzw. Deaktivierung der Taktversorgung.In a development of the method according to claim 9, the clock supply deactivated with the help of a controllable logic gate, which between a clock supply unit and the shift register looped becomes. this makes possible an easy to implement activation or deactivation of Clock supply.

In einer Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 10 wird die Zufallszahl der ersten Auswahlebene und eine Zufallszahl oder Zufallszahlbitfolge der zweiten Auswahlebene mit Hilfe eines getakteten linearen rückgekoppelten Schieberegisters erzeugt. Dies verringert die benötigte Chipfläche und reduziert folglich die Herstellungskosten im Vergleich zu einer Realisierung, bei der jeder Zufallszahl ein Schieberegister zugeordnet ist. Weiterhin wird die Leistungsaufnahme vermindert, wodurch die überbrückbaren Entfernungen zwischen der Basisstation und dem Transponder zunehmen.In a development of the method according to claim 10, the random number the first selection level and a random number or random number string of the second selection level using a clocked linear feedback Shift register generated. This reduces the required chip area and consequently reduces the manufacturing costs compared to a realization, where each random number is assigned a shift register. Farther The power consumption is reduced, reducing the bridgeable distances between the base station and the transponder increase.

In einer Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 11 werden ein erster Teil einer Anzahl von Bits des Schieberegisters der Zufallszahl der ersten Auswahlebene und der verbleibende Teil von Bits des Schieberegisters der zweiten Zufallszahl oder Zufallszahlbitfolge zugeordnet. Dies ermöglicht eine gleichzeitige Erzeugung beider Zufallszahlen.In a development of the method according to claim 11, a first Part of a number of bits of the shift register of the random number the first selection level and the remaining part of bits of the shift register associated with the second random number or random number bit string. This allows a simultaneous generation of both random numbers.

In einer Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 12 wird die Zufallszahl der ersten Auswahlebene mit Hilfe des Schieberegisters erzeugt und abgespeichert. Anschließend wird die Zufallszahl der zweiten Auswahlebene mit Hilfe des Schieberegisters erzeugt und getrennt von der Zufallszahl der ersten Auswahlebene abgespeichert. Das Auslesen des Schieberegisterinhalts zur Gewinnung der Zufallszahlen wird jeweils beim Eintritt in die jeweilige Auswahlebene angestoßen. Dadurch steht jeweils die gesamte Breite des Schieberegisters für die Zufallszahlen zur Verfügung.In a development of the method according to claim 12, the random number the first selection level using the shift register generated and stored. Subsequently becomes the random number of the second selection level by means of the shift register generated and separated from the random number of the first selection level stored. The reading of the shift register contents for extraction the random numbers are each entering the respective selection level initiated. As a result, the entire width of the shift register for the random numbers stands in each case to disposal.

In einer Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 13 wird das Schieberegister nach der Erzeugung der Zufallszahl der ersten Auswahlebene mit reduziertem Takt betrieben. Dies reduziert die Leistungsaufnahme und erhöht folglich die Reichweite.In a development of the method according to claim 13, the shift register after the generation of the random number of the first selection level with reduced Clock operated. This reduces the power consumption and consequently increases the range.

In einer Weiterbildung des Verfahrens nach Anspruch 14 wird eine weitere Zufallszahl durch logische Verknüpfung der Zufallszahl oder Zufallszahlbitfolge der zweiten Auswahlebene mit transponderspezifischen Daten erzeugt, wenn der Wertebereich der Zufallszahl oder Zufallszahlbitfolge der zweiten Auswahlebene für die zweite Auswahlebene nicht ausreicht. Die weitere Zufallszahl kann dann für die zweite Auswahlebene verwendet werden.In a development of the method according to claim 14 is another Random number by logical link the random number or random number bit string of the second selection level generated with transponder-specific data when the range of values the random number or random number bit string of the second selection level for the second selection level is not enough. The more random number can then for the second selection level can be used.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen schematisch:advantageous embodiments The invention is illustrated in the drawings and will be described below described. Here are shown schematically:

1 ein Flussdiagramm eines Auswahlverfahrens mit zwei Auswahlebenen, 1 a flow chart of a selection process with two selection levels,

2 ein Diagramm eines zeitlichen Ablaufs des Auswahlverfahrens von 1 in einer exemplarischen Auswahlsituation und 2 a diagram of a timing of the selection process of 1 in an exemplary selection situation and

3 ein Blockschaltbild einer Prinzipanordnung zur Erzeugung von Zufallszahlen mit Hilfe eines linearen rückgekoppelten Schieberegisters. 3 a block diagram of a principle arrangement for generating random numbers using a linear feedback shift register.

1 zeigt ein Flussdiagramm eines Auswahlverfahrens zur Auswahl eines oder mehrerer rückstreubasierter Transponder aus einer Vielzahl von Transpondern durch eine Basisstation mit zwei Auswahlebenen. 2 zeigt ein Diagramm eines entsprechenden zeitlichen Ablaufs des Auswahlverfahrens von 1 in einer exemplarischen Auswahlsituation, bei der sich drei Transponder TR1 bis TR3 im Ansprechbereich der Basisstation BS befinden, die nacheinander ausgewählt werden. 1 FIG. 12 shows a flow diagram of a selection process for selecting one or more backscatter-based transponders from a plurality of transponders by a base station having two selection levels. 2 shows a diagram of a corresponding timing of the selection of 1 In an exemplary selection situation, in which three transponders TR1 to TR3 are in the response range of the base station BS, which are selected one after the other.

In einem Schritt 10 von 1 startet das Auswahlverfahren in einer ersten Auswahlebene. Typischerweise sendet die Basisstation BS hierzu ein in 2 gezeigtes Kommando 20 an die Transponder TR1 bis TR3, durch das der Beginn einer Auswahlprozedur angezeigt wird. Nach Empfang des Kommandos 20 werden in den Transpondern TR1 bis TR3 jeweilige Zufallszahlen erzeugt bzw. berechnet und anschließend abgespeichert sowie ein interner Zeitschlitznummernzähler auf einen Anfangswert gesetzt.In one step 10 from 1 starts the selection process in a first selection level. Typically, the base station BS transmits thereto in 2 shown command 20 to the transponder TR1 to TR3, through which the beginning of a selection procedure is indicated. After receiving the command 20 respective random numbers are generated or calculated in the transponders TR1 to TR3 and then stored and an internal time slot number counter is set to an initial value.

In einem Schritt 11 von 1 wartet die Basisstation BS auf eine Rückmeldung der Transponder TR1 bis TR3 und empfängt diese, falls eine Kennung gesendet wird. In 2 ist dies durch einen Warten/Empfangen-Zeitraum 21 dargestellt.In one step 11 from 1 the base station BS waits for a response from the transponders TR1 to TR3 and receives them if an identifier is sent. In 2 This is through a wait / receive period 21 represented.

Die Transponder TR1 bis TR3 vergleichen den Wert ihres internen Zeitschlitznummernzählers mit der abgespeicherten Zufallszahl und senden bei Übereinstimmung eine Kennung in Form ihrer U-ID. Bei der in 2 gezeigten Auswahlsituation weist lediglich der Transponder TR1 die zum ersten Zeitschlitz gehörige Zufallszahl auf. Der Transponder TR1 überträgt folglich seine U-ID mit einer Kodierung vom 3Phase1-Typ in einem Rückstreu-Zeitraum 22 innerhalb des ersten Zeitschlitzes an die Basisstation. Die Basisstation empfängt die U-ID und erkennt mit Hilfe der Kodierung, dass keine Kollision stattgefunden hat, d.h. kein weiterer Transponder seine U-ID gleichzeitig mit TR1 übertragen hat. Die Transponder TR2 und TR3 bleiben passiv, da deren Zufallszahl nicht mit der Nummer des momentanen Zeitschlitzes übereinstimmt, und warten auf ein Kommando von der Basisstation, das den nächsten Zeitschlitz einleitet.The transponders TR1 to TR3 compare the value of their internal time slot number counter with the stored random number and, if they match, send an identifier in the form of their U-ID. At the in 2 shown selection situation, only the transponder TR1 on the first time slot associated random number. The transponder TR1 thus transmits its U-ID with 3Phase1-type coding in a backscatter period 22 within the first time slot to the base station on. The base station receives the U-ID and recognizes with the help of the coding that no collision has taken place, ie no further transponder has transmitted its U-ID simultaneously with TR1. The transponders TR2 and TR3 remain passive because their random number does not match the number of the current time slot and wait for a command from the base station which initiates the next time slot.

Der Transponder TR1 gilt nun als ausgewählt, wobei zur endgültigen Auswahl noch weitere Schritte durchgeführt werden können, beispielsweise die Übertragung eines Quittungssignals von der Basisstation an die Transponder. In einem Schritt 12 von 1 kommuniziert die Basisstation BS bidirektional mit dem Transponder TR1 und kann beispielsweise Schreib- und/oder Leseoperationen auf dem ausgewählten Transponder TR1 ausführen. In 2 ist dies durch einen Kommunikations-Zeitraum 23 dargestellt.The transponder TR1 is now considered to be selected, whereby further steps can be carried out for the final selection, for example the transmission of an acknowledgment signal from the base station to the transponders. In one step 12 from 1 the base station BS communicates bidirectionally with the transponder TR1 and can perform, for example, write and / or read operations on the selected transponder TR1. In 2 This is through a communication period 23 represented.

Aufgrund von Phasendrehungen und stark unterschiedlichen Pegeln kann es insbesondere bei großen Entfernungen zwischen den Transpondern TR1 bis TR3 und der Basisstation BS trotz der geeigneten Kodierung vorkommen, dass eine Kollision auftritt, die nicht von der Basisstation BS erkannt wird. Zur Kollisionserkennung besteht neben einer geeigneten Kodierung die in 2 nicht gezeigte Möglichkeit, dass die von der Basisstation BS empfangene U-ID durch diese an die Transponder TR1 bis TR3 als Quittungssignal zurück übertragen wird. In den jeweiligen Transpondern TR1 bis TR3 wird dann überprüft, ob die von der Basisstation BS gesendete Kennung bzw. U-ID mit der vom jeweiligen Transponder TR1 bis TR3 gesendeten Kennung übereinstimmt. Wenn in einem Transponder festgestellt wird, dass keine Übereinstimmung vorliegt, nimmt er nicht weiter an der momentanen Auswahlproze dur in diesem Zeitschlitz teil. Bei Übereinstimmung ist der entsprechende Transponder ausgewählt.Due to phase shifts and very different levels, it may happen, in particular in the case of large distances between the transponders TR1 to TR3 and the base station BS, despite the suitable coding, that a collision occurs which is not recognized by the base station BS. For collision detection in addition to a suitable coding in 2 not shown possibility that the received from the base station BS U-ID is transmitted through this to the transponder TR1 to TR3 back as an acknowledgment signal. In the respective transponders TR1 to TR3 it is then checked whether the identifier sent by the base station BS or U-ID matches the identifier sent by the respective transponder TR1 to TR3. If it is determined in a transponder that there is no match, it no longer participates in the current selection process durin this timeslot. If there is a match, the corresponding transponder is selected.

Nach abgeschlossener Kommunikation mit dem Transponder TR1 in Schritt 12 überträgt die Basisstation BS ein Nächster-Zeitschlitz-Kommando an die Transponder TR1 bis TR3 in einem Schritt 13 von 1, worauf diese ihren internen Zeitschlitznummernzähler inkrementieren. In 2 entspricht dies einem Zeitraum 24. Alternativ kann die Basisstation BS auch die Nummer des aktuellen Zeitschlitzes an die Transponder TR1 bis TR3 übertragen. Der zuvor ausgewählte Transponder TR1 nimmt nicht weiter am Auswahlverfahren teil. Wenn die Basisstation BS das Auswahlverfahren beenden möchte, sendet sie im Schritt 13 anstatt des Nächster-Zeitschlitz-Kommandos ein Kommando an die Transponder TR1 bis TR3, das diesen das Auswahlverfahrensende anzeigt. Sie wechseln dann in einen entsprechenden Betriebszustand.After completed communication with the transponder TR1 in step 12 the base station BS transmits a next-timeslot command to the transponders TR1 to TR3 in one step 13 from 1 whereupon they increment their internal time slot number counter. In 2 this corresponds to a period 24 , Alternatively, the base station BS can also transmit the number of the current time slot to the transponders TR1 to TR3. The previously selected transponder TR1 does not continue to participate in the selection process. If the base station BS wants to end the selection process, it sends in step 13 instead of the next-timeslot command, a command to the transponder TR1 to TR3, this indicates the end of the selection process. They then change to a corresponding operating state.

Bei Fortsetzung des Auswahlverfahrens wird im Flussdiagramm von 1 zum Schritt 11 zurückgekehrt, d.h. die Basisstation BS wartet auf die Rückmeldung der Transponder TR2 und TR3 und empfängt diese, falls eine Kennung gesendet wird. In 2 ist dies durch einen erneuten Warten/Empfangen-Zeitraum 21 dargestellt.Continuing with the selection procedure, the flow chart of 1 to the step 11 returned, ie the base station BS waits for the response of the transponder TR2 and TR3 and receives it, if an identifier is sent. In 2 This is due to a new wait / receive period 21 represented.

Da bei der in 2 gezeigten Auswahlsituation die Transponder TR2 und TR3 identische Zufallszahlen aufweisen, senden diese im Anschluss an das Nächster-Zeitschlitz-Kommando 24 im zugehörigen Rückstreu-Zeitraum 22 zeitgleich ihre jeweilige U-ID, wodurch eine Kollision an Bitpositionen entsteht, deren Bit-Werte nicht übereinstimmen. Aufgrund der Bitkodierung erkennt die Basisstation die Kollision und verzweigt anstatt zum Schritt 12 zu einem Schritt 14 von 1.Since at the in 2 shown selection situation, the transponders TR2 and TR3 have identical random numbers, send these following the Next-timeslot command 24 in the associated backscatter period 22 at the same time their respective U-ID, resulting in a collision at bit positions whose bit values do not match. Due to bit encoding, the base station detects the collision and branches instead of the step 12 to a step 14 from 1 ,

Im Schritt 14 von 1 sendet die Basisstation BS ein in 2 gezeigtes Kommando 25 an die Transponder TR1 bis TR3, durch das der Beginn einer Auswahlprozedur einer zweiten Auswahlebene angezeigt wird.In step 14 from 1 sends the base station BS in 2 shown command 25 to the transponder TR1 to TR3, through which the beginning of a selection procedure of a second selection level is displayed.

In einem Schritt 15 wird die zweite Auswahlprozedur geschachtelt innerhalb des zweiten Zeitschlitzes durchgeführt, wobei es sich um eine stochastische, deterministische oder eine gemischt deterministischstochastische Auswahlprozedur handeln kann.In one step 15 the second selection procedure is performed nested within the second time slot, which may be a stochastic, deterministic, or a mixed deterministic-stochastic selection procedure.

Als stochastisches Verfahren kann beispielsweise ein einfaches ALOHA-Verfahren, ein slotbasiertes oder ein dynamisches slotbasiertes ALOHA-Verfahren dienen. Nach Empfang des Start-Kommandos 25 werden in diesem Fall in den Transpondern TR2 und TR3 erneut jeweils Zufallszahlen erzeugt bzw. berechnet und anschließend abgespeichert sowie ein interner Subzeitschlitznummernzähler auf einen Anfangswert gesetzt. Es wird dann ein geschachteltes ALOHA-Verfahren innerhalb eines Zeitschlitzes des übergeordneten slotbasierten ALOHA-Verfahrens durchgeführt.As a stochastic method, for example, a simple ALOHA method, a slot-based or a dynamic slot-based ALOHA method can be used. After receiving the start command 25 In this case, in each case random numbers are again generated or calculated in the transponders TR2 and TR3 and then stored and an internal sub-time slot number counter is set to an initial value. A nested ALOHA method is then performed within a timeslot of the parent slot-based ALOHA method.

Als deterministisches Verfahren kann beispielsweise eines der herkömmlichen binären Suchverfahren verwendet werden. Ein geeignetes Beispiel hierfür ist das in der oben zitierten Norm ISO WD 18000-6 Mode 3 vom 01.02.2002 beschriebene Auswahlverfahren, bei dem die Auswahl anhand einer U-ID erfolgt.When deterministic method, for example, one of the conventional binary Search method can be used. A suitable example for this is the in the above cited standard ISO WD 18000-6 Mode 3 from 01.02.2002 described selection process, in which the selection based on a U-ID is done.

Ein gemischt deterministisch-stochastisches Auswahlverfahren, wie es vorliegend für die zweite Auswahlebene verwendbar ist, ist in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 103 36 308 A1 der Anmelderin beschrieben, die hiermit vollinhaltlich durch Bezugnahme zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Die Auswahl erfolgt hierbei anhand einer Identifikationsbitfolge, die einen statischen An teil bzw. eine U-ID und einen dynamischen Anteil enthält, der auf einer im Transponder erzeugten Zufallszahl beruht. Zur Auswahl wird in den Transpondern jeweils eine solche Identifikationsbitfolge bereitgestellt, eine Auswahlbitfolge durch die Basisstation bitweise an die Transponder übertragen, in dem jeweiligen Transponder ein bitweiser Vergleich zwischen den entsprechenden Bits der Identifikationsbitfolge und der Auswahlbitfolge anhand eines vorgebbaren Vergleichskriteriums durchgeführt und anhand des Vergleichsergebnisses einem Selektionsbit eine Wertigkeit zugewiesen. Der jeweilige Transponder wird abhängig von der Wertigkeit seines Selektionsbits ausgewählt.A mixed deterministic-stochastic selection method, as can be used in the present case for the second selection level, is disclosed in the non-prepublished German patent application DE 103 36 308 A1 the applicant described, which hereby full content is made by reference to the content of the present application. The selection is made here on the basis of an identification bit sequence which contains a static part or a U-ID and a dynamic part which is based on a random number generated in the transponder. For selection, such an identification bit sequence is respectively provided in the transponders, a bitmap sequence is transmitted bit by bit to the transponders, a bitwise comparison between the corresponding bits of the identification bit sequence and the selection bit sequence is carried out in the respective transponder on the basis of a predefinable comparison criterion and a selection bit based on the comparison result assigned a weight. The respective transponder is selected depending on the significance of its selection bit.

Die in 2 gezeigte zweite Auswahlprozedur ist eine deterministische Auswahlprozedur und wird gemäß ISO WD 18000-6 Mode 3 durchgeführt. Die Basisstation BS überträgt hierzu in einem Zeitraum 26 bitweise die Auswahlbitfolge und der Transponder TR2 streut im Vollduplexbetrieb im Rückstreu-Zeitraum 22 seine Identifikationsbitfolge an die Basisstation zurück, die mit der Auswahlbitfolge übereinstimmt. Der Transponder TR2 ist folglich ausgewählt. Da die Identifikationsbitfolge des Transponders TR3 mit der Auswahlbitfolge nicht übereinstimmt, überträgt dieser im Rückstreu-Zeitraum 22a lediglich einen Teil seiner Identifikationsbitfolge an die Basisstation zurück. Das Rückstreuen wird zu einem Zeitpunkt abgebrochen, an dem ein Bit der Auswahlbitfolge nicht mit einem zugehörigen Bit seiner Identifikationsbitfolge übereinstimmt. Der Transponder TR3 bleibt passiv. Anstatt einer Einzelauswahl besteht alternativ die Möglichkeit, Gruppen von Transpondern auszuwählen, d.h. in diesem Fall TR2 und TR3 gleichzeitig. Nach der Auswahl findet eine nicht gezeigte, bidirektionale Datenübertragung zwischen dem Transponder TR2 und der Basisstation statt.In the 2 The second selection procedure shown is a deterministic selection procedure and is performed according to ISO WD 18000-6 Mode 3. The base station BS transmits this in a period 26 bitwise the selection bit sequence and the transponder TR2 spreads in full-duplex mode in the backscatter period 22 its identification bit sequence back to the base station, which matches the selection bit sequence. The transponder TR2 is thus selected. Since the identification bit sequence of the transponder TR3 does not match the selection bit sequence, it transmits in the backscatter period 22a only a part of its identification bit sequence back to the base station. The backscatter is aborted at a time when one bit of the select bit string does not match an associated bit of its identification bit string. The transponder TR3 remains passive. Instead of a single selection, it is alternatively possible to select groups of transponders, ie in this case TR2 and TR3 simultaneously. After selection, bidirectional data transmission, not shown, takes place between the transponder TR2 and the base station.

Zur anschließenden Auswahl des Transponders TR3 überträgt die Basisstation BS innerhalb der deterministischen Auswahlprozedur erneut einen nicht gezeigten Startbefehl, der einen zweiten deterministischen Auswahlvorgang einleitet. Da der Transponder TR2 bereits im vorangegangenen Auswahlvorgang ausgewählt wurde, nimmt er an dem nachfolgenden Auswahlvorgang nicht mehr teil.to subsequent Selection of the transponder TR3 transmits the base station Again, one does not work within the deterministic selection procedure shown start command, the second deterministic selection process initiates. Since the transponder TR2 already in the previous selection process selected he does not participate in the subsequent selection process.

Die Basisstation BS überträgt nun bitweise eine Auswahlbitfolge und der Transponder TR3 streut im Vollduplexbetrieb seine Identifikationsbitfolge an die Basisstation zurück, die mit der Auswahlbitfolge übereinstimmt. Nach der Auswahl findet eine nicht gezeigte, bidirektionale Datenübertragung zwischen dem Transponder TR3 und der Basisstation statt.The Base station BS now transmits one bitwise Selection bit sequence and the transponder TR3 spreads in full-duplex mode its identification bit sequence back to the base station, the matches the selection bit sequence. After selection, a bidirectional data transfer, not shown, takes place between the transponder TR3 and the base station instead.

Im Anschluss sendet die Basisstation ein Nächster-Zeitschlitz-Kommando an die Transponder TR1 bis TR3 im Schritt 13 von 1, worauf diese ihren internen Zeitschlitznummernzähler inkrementieren. In 2 entspricht dies dem Zeitraum 24. Da sich in der gezeigten Auswahlsituation keine weiteren Transponder im Ansprechbereich der Basisstation BS befinden, empfängt diese in den nachfolgenden Zeitschlitzen keine weiteren Kennungen. Nachdem alle Zeitschlitze abgearbeitet sind, beendet die Basisstation BS das Auswahlverfahren durch Senden eines entsprechenden Kommandos.Subsequently, the base station sends a next-timeslot command to the transponders TR1 to TR3 in step 13 from 1 whereupon they increment their internal time slot number counter. In 2 this corresponds to the period 24 , Since, in the selection situation shown, there are no further transponders in the response range of the base station BS, it receives no further identifiers in the subsequent time slots. After all time slots have been processed, the base station BS terminates the selection process by sending a corresponding command.

Das beschriebene Auswahlverfahren ermöglicht die zeitsparende Auswahl eines oder mehrerer Transponder aus einer Vielzahl von Transpondern durch eine Basisstation auch bei einer stark schwankenden Anzahl von Transpondern im Ansprechbereich der Basisstation, wobei das Vorhandensein einer eindeutigen, statisch zugewiesenen U-ID in den Transpondern nicht zwingend voraussetzt ist.The described selection method allows time-saving selection one or more transponders from a plurality of transponders a base station even with a large number of transponders in the response range of the base station, the presence of a unique, statically assigned U-ID in the transponders not mandatory is required.

3 zeigt ein Blockschaltbild einer Prinzipanordnung zur Erzeugung von Zufallszahlen, die in einen Transponder TR integriert ist. Die Anordnung umfasst einen Taktgenerator TG, ein ansteuerbares Logik-Gatter LG, eine Steuereinheit SE und ein getaktetes lineares rückgekoppeltes Schieberegister SR, das die Zufallszahlen liefert. Das Schieberegister wird von der Steuereinheit SE im Verlauf einer Initialisierung mit einem Reset-Signal beaufschlagt, wodurch das Schieberegister einen definierten Anfangswert einnimmt. 3 shows a block diagram of a principle arrangement for generating random numbers, which is integrated in a transponder TR. The arrangement comprises a clock generator TG, a controllable logic gate LG, a control unit SE and a clocked linear feedback shift register SR, which supplies the random numbers. The shift register is acted upon by the control unit SE in the course of initialization with a reset signal, whereby the shift register assumes a defined initial value.

Der Taktgenerator TG dient zur Taktversorgung des Schieberegisters SR. Das Logik-Gatter LG ist zwischen den Taktgenerator TG und das Schieberegister SR bzw. einen Takteingang des Schieberegisters SR eingeschleift. Das Logik-Gatter LG wird mit einem Taktfreigabesignal TF beaufschlagt, das von der Steuereinheit SE bereitgestellt wird. Wenn das Taktfreigabesignal TF einen Freigabepegel führt, liegt ein Taktsignal des Taktgenerators TG am Schieberegister an, d.h. seine Taktversorgung ist aktiv und es erzeugt im Takt der Taktversorgung fortlaufend Zufallszahlen. Wenn das Taktfreigabesignal TF einen Sperrpegel führt, ist das Taktsignal vom Schieberegister SR abgekoppelt, d.h. seine Taktversorgung ist deaktiviert und es werden keine neuen Zufallszahlen erzeugt. Bei deaktivierter Taktversorgung nimmt die Leistungsaufnahme der Anordnung stark ab.Of the Clock generator TG is used for clock supply of the shift register SR. The logic gate LG is between the clock generator TG and the shift register SR or a clock input of the shift register SR looped. The logic gate LG is supplied with a clock enable signal TF, which is provided by the control unit SE. When the clock enable signal TF has a release level a clock signal of the clock generator TG on the shift register, i. its clock supply is active and it generates in time with the clock supply consecutive random numbers. When the clock enable signal TF is a disable level leads, the clock signal is decoupled from the shift register SR, i. his Clock supply is disabled and no new random numbers are generated. When the clock supply is disabled, the power consumption decreases Arrangement strong.

Die Steuereinheit SE steuert das Logik-Gatter LG derart an, dass die Taktversorgung des Schieberegisters SR während Phasen mit einer im Vergleich zu einer durchschnittlichen Leistungsaufnahme erhöhten Leistungsaufnahme des Transponders TR deaktiviert wird. Phasen mit erhöhter Leistungsaufnahme treten insbesondere während einer Datenübertragung zwischen einer Basisstation und dem Transponder TR auf.The control unit SE controls the logic gate LG in such a way that the clock supply of the shift register SR is deactivated during phases with an increased power consumption of the transponder TR compared to an average power consumption. Phases with increased power consumption occur in particular during a data transmission between a base station and the Transponder TR on.

Wenn in der zweiten Auswahlebene eine stochastische oder eine gemischt deterministisch-stochastische Auswahlprozedur verwendet wird, kann es notwendig werden, eine zweite Zufallszahl bzw. Zufallszahlenbitfolge zu erzeugen. Mit Hilfe der in 3 gezeigten Anordnung ist es möglich, sowohl eine Zufallszahl der ersten Auswahlebene als auch eine Zufallszahl bzw. Zufallszahlbitfolge der zweiten Auswahlebene zu erzeugen, wobei zu deren Erzeugung lediglich ein einziges Schieberegis ter SR benötigt wird. Dies verringert die benötigte Chipfläche und reduziert folglich die Herstellungskosten im Vergleich zu einer Realisierung, bei der jeder Auswahlebene ein Schieberegister zur Zufallszahlerzeugung zugeordnet ist. Weiterhin wird die Leistungsaufnahme vermindert, wodurch die überbrückbaren Entfernungen zwischen der Basisstation und dem Transponder TR zunehmen.If a stochastic or a mixed deterministic-stochastic selection procedure is used in the second selection plane, it may be necessary to generate a second random number bit sequence. With the help of in 3 The arrangement shown, it is possible to generate both a random number of the first selection level and a random number or random number bit sequence of the second selection level, to their generation only a single Schieberegis ter SR is needed. This reduces the required chip area and thus reduces the manufacturing cost compared to a realization in which each selection level is assigned a shift register for random number generation. Furthermore, the power consumption is reduced, whereby the bridgeable distances between the base station and the transponder TR increase.

Bei einer ersten Variante zur Erzeugung von zwei unterschiedlichen Zufallszahlen mit lediglich einem Schieberegister SR ist die Anzahl der Bits des Schieberegisters größer als dies zur Erzeugung der Zufallszahl der ersten Auswahlebene notwendig wäre.at a first variant for generating two different random numbers with only one shift register SR is the number of bits of the shift register greater than this is necessary to generate the random number of the first selection level would.

Wenn ein Schieberegister SR mit einer Breite von 8 Bits verwendet wird, können beispielsweise 5 Bits des Schieberegisters SR der Zufallszahl der ersten Auswahlebene und 3 Bits des Schieberegisters SR der Zufallszahl der zweiten Auswahlebene zugeordnet werden. Mit Hilfe der 5 Bits der ersten Auswahlebene lassen sich bis zu 32 unterschiedliche Zeitschlitze innerhalb der ersten Auswahlebene unterscheiden und mit Hilfe der 3 Bits der zweiten Auswahlebene lassen sich bis zu 8 unterschiedliche Transponder adressieren, wobei zu beachten ist, dass nicht alle Bits des Schieberegisters SR gleichzeitig Null sein können.If a shift register SR with a width of 8 bits is used, can For example, 5 bits of the shift register SR of the random number of the first Selection level and 3 bits of the shift register SR of the random number be assigned to the second selection level. With the help of the 5 bits The first selection level can be up to 32 different time slots differ within the first selection level and with the help of 3 bits of the second selection level can accommodate up to 8 different transponders It should be noted that not all bits of the shift register SR can be zero at the same time.

Wenn dieser Wertebereich der Zufallszahl für die zweite Auswahlebene nicht ausreicht, kann eine weitere Zufallszahl durch logische Verknüpfung der Zufallszahl der zweiten Auswahlebene mit transponderspezifischen Daten erzeugt werden, die als Zufallszahl für die zweite Auswahlebene verwendet wird. Bei den transponderspezifischen Daten kann es sich um Daten aus einem Speicherbereich des Transponders handeln, der mit Hilfe der Zufallszahl der zweiten Auswahlebene adressiert wird. Bei der logischen Verknüpfung kann es sich um beliebige logische Operationen, beispielsweise eine UND-, ODER- und/oder eine XOR-Operation, handeln.If this value range of the random number for the second selection level is not is sufficient, another random number can be created by logically linking the Random number of the second selection level with transponder-specific Data is generated, which is used as a random number for the second selection level. The transponder specific data may be data from act a memory area of the transponder, with the help of Random number of the second selection level is addressed. At the logical shortcut can be any logical operations, such as one AND, OR and / or an XOR operation, act.

Bei dem beschriebenen Verfahren wird das Schieberegister SR so lange mit der Taktversorgung beaufschlagt, bis das Auswahlverfahren der ersten Auswahlebene durch die Basisstation durch Senden eines entsprechenden Kommandos eingeleitet wird. Der binäre Inhalt des Schieberegisters wird nach dem Empfang des Kommandos ausgelesen und in eine Zufallszahl der ersten und in eine Zufallszahl der zweiten Ebene aufgetrennt, d.h. die Zufallszahlen werden gleichzeitig erzeugt. Anschließend wird das Schieberegister SR deaktiviert, wodurch die Leistungsaufnahme reduziert wird.at In the described method, the shift register SR becomes so long supplied with the clock supply until the selection process of first selection level by the base station by sending a corresponding one Commands is initiated. The binary contents of the shift register is read out after receiving the command and into a random number the first and separated into a random number of the second level, i.e. the random numbers are generated simultaneously. Subsequently, will the shift register SR disabled, reducing power consumption is reduced.

In einer alternativen Ausführungsform wird nach dem Empfang des Kommandos die Zufallszahl der ersten Auswahlebene vom Schieberegister erzeugt, aus diesem ausgelesen und abgespeichert, wobei die vollständige Breite des Schieberegisters für die Zufallszahl zur Verfügung steht. Anschließend bleibt die Taktversorgung des Schieberegisters SR aktiviert, bis eine weitere Zufallszahl in der zweiten Auswahlebene benötigt wird. Die Zufallszahl der zweiten Auswahlebene wird dann aus dem Schieberegister entnommen und getrennt von der Zufallszahl der ersten Auswahlebene abgespeichert, wodurch auch für die Zufallszahl der zweiten Ebene die vollständige Breite des Schieberegisters zur Verfügung steht. Diese Vorgehensweise erhöht folglich die zur Verfügung stehenden Wertebereiche der Zufallszahlen der ersten und der zweiten Ebene, ist jedoch im Vergleich zur gleichzeitigen Erzeugung der Zufallszahlen bezüglich der Leistungsaufnahme ungünstiger. Zur Reduktion der Leistungsaufnahme kann das Schieberegister nach der Erzeugung der ersten Zufallszahl mit reduziertem Takt weiterbetrieben werden bzw. die Taktversorgung kann während einer Kommunikation mit der Basisstation deaktiviert werden.In an alternative embodiment after receiving the command, the random number of the first selection level generated by the shift register, read from this and stored, with the complete Width of the shift register for the random number available stands. Then it stays the clock supply of the shift register SR is activated until another Random number is needed in the second selection level. The random number The second selection level is then taken from the shift register and stored separately from the random number of the first selection level, which also for the random number of the second level is the full width of the shift register is available. This procedure increases consequently the available standing value ranges of the random numbers of the first and the second Level, however, is compared to simultaneous generation of Random numbers regarding the power consumption unfavorable. To reduce the power consumption, the shift register can after continue to generate the first random number at a reduced rate or the clock supply can during communication with the base station are deactivated.

Claims (14)

Verfahren zur Auswahl eines oder mehrerer, insbesondere rückstreubasierter, Transponder aus einer Vielzahl von Transpondern (TR1, TR2, TR3) durch eine Basisstation (BS), bei dem in einer ersten Auswahlebene eine erste, von der Basisstation (BS) gesteuerte Auswahlprozedur durchgeführt wird, bei der – die Transponder (TR1, TR2, TR3) jeweils eine Zufallszahl erzeugen, – die Basisstation (BS) nummerierte Zeitschlitze vorgibt, – jeder Transponder, dessen Zufallszahl der Nummer eines Zeitschlitzes entspricht, eine Kennung in diesem Zeitschlitz an die Basisstation sendet, – ein Transponder (TR1) ausgewählt wird, wenn außer ihm kein weiterer Transponder eine Kennung innerhalb des gleichen Zeitschlitzes sendet, und – wenn mehrere Transponder (TR2, TR3) im gleichen Zeitschlitz eine Kennung senden, zur Auswahl innerhalb dieses Zeitschlitzes in einer zweiten Auswahlebene eine weitere, stochastische, deterministische oder gemischt deterministisch-stochastische, von der Basisstation (BS) gesteuerte Auswahlprozedur durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – die Zufallszahl der ersten Auswahlebene und/oder eine Zufallszahl oder Zufallszahlbitfolge der zweiten Auswahlebene mit Hilfe eines getakteten linearen rückgekoppelten Schieberegisters (SR) erzeugt wird, dessen Taktversorgung während Phasen mit einer im Vergleich zu einer durchschnittlichen Leistungsaufnahme erhöhten Leistungsaufnahme des Transponders deaktiviert wird.Method for selecting one or more, in particular backscatter-based, transponders from a multiplicity of transponders (TR1, TR2, TR3) by a base station (BS), in which a first selection procedure controlled by the base station (BS) is carried out in a first selection level, in which - the transponders (TR1, TR2, TR3) each generate a random number, - the base station (BS) specifies numbered time slots, - each transponder whose random number corresponds to the number of a time slot sends an identifier in this time slot to the base station, - a transponder (TR1) is selected if, in addition to it, no further transponder transmits an identifier within the same time slot, and - if a plurality of transponders (TR2, TR3) transmit an identifier in the same time slot, a further selection within this time slot in a second selection level , stochastic, deterministic or mixed deterministic-stochastic, from the base station (B S) controlled selection procedure is performed, characterized in that - the random number of the first selection level and / or a random number or random bit sequence of the second selection level is generated by means of a clocked linear feedback shift register (SR) whose clock supply is deactivated during phases with increased power consumption of the transponder compared to an average power consumption becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die stochastische Auswahlprozedur der zweiten Auswahlebene ein ALOHA-Verfahren, insbesondere ein slotbasiertes ALOHA-Verfahren, ist.Method according to claim 1, characterized in that that the stochastic selection procedure of the second selection level an ALOHA method, in particular a slot-based ALOHA method. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die deterministische Auswahlprozedur der zweiten Auswahlebene ein binäres Suchverfahren ist.Method according to claim 1 or 2, characterized that the deterministic selection procedure of the second selection level a binary search method is. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die deterministische Auswahlprozedur der zweiten Auswahlebene – in den Transpondern jeweils eine Identifikationsbitfolge bereitgestellt wird, – eine Auswahlbitfolge durch die Basisstation bitweise an die Transponder übertragen wird, – in dem jeweiligen Transponder ein bitweiser Vergleich zwischen den entsprechenden Bits der Identifikationsbitfolge und der Auswahlbitfolge anhand eines vorgebbaren Vergleichskriteriums durchgeführt wird und anhand des Vergleichsergebnisses einem Selektionsbit eine Wertigkeit zugewiesen wird und – der jeweilige Transponder abhängig von der Wertigkeit seines Selektionsbits ausgewählt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized marked that for the deterministic selection procedure of the second selection level - in the Transponders each provided an identification bit sequence becomes, - one Selection bit sequence transmitted bit by bit by the base station to the transponder becomes, - in the respective transponder a bitwise comparison between the corresponding bits of the identification bit string and the selection bit string is performed on the basis of a predefinable comparison criterion and on the basis of the comparison result a weighting a selection bit is assigned and - of the respective transponder dependent is selected by the significance of its selection bit. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Identifikationsbitfolge eine solche bereitgestellt wird, welche eine Zufallszahlbitfolge enthält, die hierfür in dem jeweiligen Transponder erzeugt wird.Method according to claim 4, characterized in that that such is provided as an identification bit sequence, which contains a random number bit string which is used in the respective transponder is generated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – zur Überprüfung, ob innerhalb des gleichen Zeitschlitzes mehr als ein Transponder eine Kennung sendet, die von der Basisstation empfangene Kennung mindestens teilweise durch die Basisstation an die Transponder zurück übertragen wird, – in den jeweiligen Transpondern überprüft wird, ob die von der Basisstation gesendete Kennung mit der vom jeweiligen Transponder gesendeten Kennung übereinstimmt, und – bei Nichtübereinstimmung der entsprechende Transponder innerhalb des Zeitschlitzes nicht weiter an der Auswahlprozedur teilnimmt.Method according to one of the preceding claims, characterized marked that - to check if within the same time slot more than one transponder one ID sends the identifier received from the base station at least partially transmitted back to the transponder by the base station becomes, - in the respective transponders is checked, whether the identifier sent by the base station with that of the respective Transponder sent identifier matches, and - at Disagreement the corresponding transponder within the time slot not continues to participate in the selection procedure. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Übertragung der Kennung von einem Transponder zur Basisstation eine Kodierung vom 3Phase1-Typ verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that for transmission the identifier from a transponder to the base station an encoding 3Phase1 type is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktversorgung des Schieberegisters (SR) während einer Datenübertragung zwischen der Basisstation (BS) und dem Transponder (TR1, TR2, TR3) deaktiviert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the clock supply of the shift register (SR) while a data transfer between the base station (BS) and the transponder (TR1, TR2, TR3) is deactivated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Taktversorgung des Schieberegisters (SR) mit Hilfe eines ansteuerbaren Logik-Gatters (LG) deaktiviert wird, das zwischen eine Taktversorgungseinheit (TG) und das Schieberegister eingeschleift wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the clock supply of the shift register (SR) is deactivated by means of a controllable logic gate (LG), the between a clock supply unit (TG) and the shift register is looped. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufallszahl der ersten Auswahlebene und eine Zufallszahl oder Zufallszahlbitfolge der zweiten Auswahlebene mit Hilfe des getakteten linearen rückgekoppelten Schieberegisters (SR) erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the random number of the first selection level and a random number or random number string of the second selection level using the clocked linear feedback shift register (SR) is generated. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Teil einer Anzahl von Bits des Schieberegisters der Zufallszahl der ersten Auswahlebene und der verbleibende Teil von Bits des Schieberegisters der zweiten Zufallszahl oder Zufallszahlbitfolge zugeordnet werden.Method according to claim 10, characterized in that that a first part of a number of bits of the shift register the random number of the first selection level and the remaining part of bits of the shift register of the second random number or random number bit string be assigned. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufallszahl der ersten Auswahlebene mit Hilfe des Schieberegisters erzeugt und abgespeichert wird und anschließend die Zufallszahl oder Zufallszahlbitfolge der zweiten Auswahlebene mit Hilfe des Schieberegisters erzeugt und getrennt von der Zufallszahl der ersten Auswahlebene abgespeichert wird.Method according to claim 10, characterized in that that the random number of the first selection level using the shift register is generated and stored and then the random number or random number bit sequence the second selection level using the shift register generates and stored separately from the random number of the first selection level becomes. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Schieberegister nach der Erzeugung der Zufallszahl der ersten Auswahlebene mit reduziertem Takt betrieben wird.Method according to claim 12, characterized in that that the shift register after generating the random number of first selection level is operated with a reduced clock. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Zufallszahl durch logische Verknüpfung der Zufallszahl oder Zufallszahlbitfolge der zweiten Auswahlebene mit transponderspezifischen Daten erzeugt wird, wenn der Wertebereich der Zufallszahl oder Zufallszahlbitfolge der zweiten Auswahlebene für die zweite Auswahlebene nicht ausreicht.Method according to one of claims 10 to 13, characterized that another random number by logically linking the Random number or random number string of the second selection level with transponder-specific data is generated when the range of values the random number or random number bit string of the second selection level for the second selection level is not enough.
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